基于FPGA控制器的隔振技术研究
发布时间：2019-11-15 11:57
【摘要】：隔振是振动控制领域的前沿课题。随着隔振技术在汽车主动悬挂、超精密加工台等民用领域的不断推广,以及数据中继、高分辨率对地观测、激光武器等军事领域的广泛应用,受到越来越多的关注。主动隔振技术具有自适应好,结构重量轻等优点,成为研究的热点。主动隔振的核心是控制器,论文首先调研了国内外振动控制器的研究现状,针对现有控制器存在的不足,提出基于FPGA的振动控制器；传感器是主动隔振的关键,针对目前常用的石英加速度传感器体积、质量大、价格高的缺点,选取代表未来技术发展方向的MEMS加速度传感器作为振动测量元件,构成了一套具有良好性价比的高性能振动控制器。然后采用Verilog语言完成FPGA控制器与MEMS加速度传感器之间的I2C通信协议,以及控制器与PC之间的UART协议,搭建了一套传感器性能测试系统,完成MEMS传感器静态噪声测试和动态响应测试,测试结果表明MEMS传感器性能满足要求：随后又进行了DA模块和作动器性能测试。隔振算法是控制器的灵魂,本文选择的是自适应陷波算法。首先采用ADAMS-Matlab联合仿真,验证了算法的可行性；然后将经过仿真验证过的算法进行浮点一定点转换,利用Matlab工具箱生成HDL代码,与手写的传感器通信程序整合,下载到FPGA开发板中。整个算法的开发过程是一个迭代循环、可验证的过程,解决了传统开发难以验证、周期长、缺陷多的问题。接着搭建单自由度隔振实验系统,实验结果表明当主动控制开启后,被控对象振幅可以减少85%以上,且整个过程中控制稳定,没有发散趋势。最后对全文的创新性研究工作进行了总结,并提出进一步研究的开展方向。
【图文】：
ｉｅｌｄ邋Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ邋Ｃａｔｅ邋Ａｒｒａｙ）即现场可编程口阵列，属于可。如图１．１所示，其结构主耍分为三部分：可编程逻辑块（ＣＬＢ）ＩＯＢ）、可编程内部连线［｜］。逡逑
工程硕＋学位论文逦基于ＦＰＧＡ巧制器的隔振技术研究逡逑１．２．２振动传感器应用现状逡逑振动常用的传感器为加速度计，常见的包括传统的石英加速度传感器，Ｗ逡逑及最近几年逐渐兴起的ＭＥＭＳ加速度传感器。逡逑１、石英加速度传感器逡逑石英加速度传感器ｔＵ电介质的N炃尚вξ。馕饔孟略诘缃橹时砻驽义喜绾桑佣迪址堑缌坎饬浚ǔＥ浜系绾煞糯笃魇褂茫桑粒牟饬可璞稿义霞觳狻＞哂懈吡槊舳取⒏呔取⒌臀缕扔械悖蝗范ㄊ侵柿俊⑻寤螅杀靖摺ｅ义
本文编号：2561303
【图文】：
ｉｅｌｄ邋Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ邋Ｃａｔｅ邋Ａｒｒａｙ）即现场可编程口阵列，属于可。如图１．１所示，其结构主耍分为三部分：可编程逻辑块（ＣＬＢ）ＩＯＢ）、可编程内部连线［｜］。逡逑
工程硕＋学位论文逦基于ＦＰＧＡ巧制器的隔振技术研究逡逑１．２．２振动传感器应用现状逡逑振动常用的传感器为加速度计，常见的包括传统的石英加速度传感器，Ｗ逡逑及最近几年逐渐兴起的ＭＥＭＳ加速度传感器。逡逑１、石英加速度传感器逡逑石英加速度传感器ｔＵ电介质的N炃尚вξ。馕饔孟略诘缃橹时砻驽义喜绾桑佣迪址堑缌坎饬浚ǔＥ浜系绾煞糯笃魇褂茫桑粒牟饬可璞稿义霞觳狻＞哂懈吡槊舳取⒏呔取⒌臀缕扔械悖蝗范ㄊ侵柿俊⑻寤螅杀靖摺ｅ义
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